§3.Технология материалов и технологические свойства

Технология материалов представляет собой совокупность совре­менных знаний о способах производства материалов и средствах их переработки в целях изготовления изделий различного назначе­ния. Металлы и сплавы производят путем выплавки при высоких температурах из различных металлических руд. Отрасль промыш­ленности, занимающаяся производством металлов и сплавов, называется металлургией. Полимеры (пластмассы, резина, синтетические волокна) изготовляются чаще всего с помощью процессов органического синтеза. Исходным сырьем при этом служат нефть, газ, каменный уголь.

рис. 8.Схема основных способов обработки металлов давлением: прокатка; прессование; волочение; ковка; листовая штамповка; объемная штамповка.

рис. 9.Профили сортовой стали: а – квадрат; б – круг; в – полоса; г – шестигранник; д – неравнополочный угольник; е – тавр; ж – двутавр; з – швеллер; и – рельс.

Таблица 2.1

Прокат сортовой (сортамент) из углеродистой стали обыкновенного качества

Вид проката	Обозначения на чертежах
Круглый	ГОСТ 2590-88
Квадратный	ГОСТ 2591-88
Полосовой	ГОСТ 103-76
Шестигранный	ГОСТ 2879-88
Угловой равнополочный	ГОСТ 8509-93
Угловой неравнополочный	ГОСТ 8510-86
Балок двутавровый	ГОСТ 8239-89
Швеллер	ГОСТ 8240-89
Круг 30 ГОСТ 2590/Ст5 ГОСТ 535-88
Квадрат 15 ГОСТ 2591/Ст5 ГОСТ 535-88
Шестигранник 19 ГОСТ 2879/Ст5 ГОСТ 535-88

Рис. 10. Схема электродуговой сварки: а – по методу Бенардоса: ток возникает между угольным электродом 2 и свариваемым изделием 3; 1 – присадочный материал; б – сварка по методу Славянова: дуга между металлическим электродом 2 в держателе 4 и изделием 3.

Рис.11. Схема изготовления литейной формы по разъ­емной модели:

а — формовка нижней опоки; б — формовка верхней опоки; в — установка стержня; г—готовая форма

Готовые изделия и заготовки для дальнейшей обработки из ме­таллов и сплавов производятся путем литья или обработки давлени­ем. Литейное производство занимается изготовлением изделий пу­тем заливки расплавленного металла в специальную форму, внутренняя полость которой имеет конфигурацию изделия. Различают литье в песчаные формы (в землю) и специальные способы литья. Песчаные литейные формы изготовляются путем уплотнения формовочных смесей, основой которых является кварцевый песок. К специальным способам относится литье в кокиль, литье под давлением, центро­бежное литье, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям. Кокиль — это специальная металлическая форма. При литье под давлением заливка металла в металлическую форму и его засты­вание происходит под избыточным давлением. При центробежном литье металл заливается во вращающуюся металлическую форму. Оболочковые формы состоят из мелкого леска со связующим. При литье по выплавляемым моделям керамическая форма изготовляется путем погружения модели из легкоплавкого материала (парафина, стеарина) в керамическую суспензию и последующей выплавки мо­дели из формы. Сплавы, предназначенные дня получения деталей литьем, называются литейными.

Обработкой металлов давлением называют изменение формы заготовки под воздействием внешних сил. К. видам обработки метал­лов давлением относятся прокатка, прессование, волочение, ковка и штамповка. Прокатка заключается в обжатии заготовки между вра­щающимися валками. При прессовании металл выдавливается из зам­кнутого объема через отверстие. Волочение заключается в протягива­нии заготовки через отверстие. Ковкой называется процесс свободного деформирования металла ударами молота или давлением пресса. Штамповкой получают детали с помощью специального инструмен­та — штампа, представляющего собой металлическую разъемную фор­му, внутри которой расположена полость, соответствующая конфигу­рации детали. Сплавы, предназначенные дня получения деталей обработкой давлением, называют деформируемыми.

Сравнительно новым направлением производства металлических деталей является порошковая металлургия, которая занимается про­изводством деталей из металлических порошков путем прессования и спекания.

Изделия из пластмасс получают путем прессования, литья или выдавливания. Резиновые изделия получают обработкой между вала­ми (каландрированием), выдавливанием, прессованием или литьем с последующей вулканизацией. Изделия из керами­ческих материалов получают путем формования и обжига или прес­сования и спекания.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъ­емных соединений материалов путем установления межатомных связей между свариваемыми частями при их нагреве или пластическом де­формировании или совместном действии того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, метал­лы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, гра­фитом, стеклом), а также пластмассы.

Заключительной стадией изготовления изделий часто является обработка резанием, заключающаяся в снятии с заготовки режущим инструментом слоя материала в виде стружки. В результате этого заготовка приобретает правильную форму, точные размеры, необхо­димое качество поверхности.

Технологические свойства определяют способность материалов подвергаться различным видом обработки. Литейные свойства харак­теризуются способностью металлов и сплавов в расплавленном состоя­нии хорошо заполнять полость литейной формы и точно воспроизво­дить ее очертания (жидкотекучестью), величиной уменьшения объема при затвердевании (усадкой), склонностью к образованию трещин и пор, склонностью к поглощению газов в расплавленном состоянии. Ковкость — это способность металлов и сплавов подвергаться различ­ным видам обработки давлением без разрушения. Свариваемость опре­деляется способностью материалов образовывать прочные сварные сое­динения. Обрабатываемость резанием определяется способностью материалов поддаваться обработке режущим инструментом.

Контрольные вопросы.

1.Назовите предмет изучения дисциплины материаловедение, ее цели и задачи. Обозначьте место данной дисциплины в системе подготовки учителя технологии.

2.Качество материалов и его оценка

3.Назовите физические, химические и эксплуатационные свойства материалов

4.Механические свойства материалов

5.Какими способами определить механические свойства материалов?

6.Технология материалов и технологические свойства